- PDF Free Download

Transkript

1 Allgemeines Ziegelfertigbauteile Mauertafel Vergusstafel Verbundtafel Statisch-konstruktives System Transport und Montage Überwachung Vorschriften und Richtlinien 1 Allgemeines Ziegelfertigbauteile sind Wand-, Decken- und Dachelemente, die aus Ziegeln und verbindendem Mörtel oder Beton hergestellt werden. Ein besonderer Vorzug des Ziegelmontagebaues besteht darin, dass das gesamte Bauwerk in seinen raumbildenden Elementen einschließlich der Geschossdecken und des Daches vorwiegend aus einem einzigen Baustoff hergestellt werden kann. Der Ziegelmontagebau verbindet die Vorzüge des bewährten natürlichen Baustoffes Ziegel mit den Möglichkeiten industrieller Fertigungsmethoden. Eine Produktivitäts- und Qualitätssteigerung der Bauteile wird durch Verlegung der wesentlichen Arbeitsvorgänge in ein Vorfertigungswerk erreicht. Wand-, Decken- und Dachelemente werden mit Hilfe spezieller halb- oder vollautomatischer Fertigungseinrichtungen hergestellt. Bild 1: Produktionsanlage für Mauertafeln Die Arbeit auf der Baustelle beschränkt sich auf das Montieren und Versetzen der vorgefertigten Bauteile zu einem homogenen Baukörper aus Ziegel. Als einheitliche technische Grundlage dieser Bauweise dient die DIN /1978 Mauerwerk; Bauten aus Fertigbauteilen". Ziegelfertigbauteile sind grundsätzlich in allen Bereichen des Wohnungs-, Gewerbe- und Industriebaus einsetzbar. Die Bauweise lässt jegliche architektonische Gestaltungsfreiheit zu und benötigt keine systembedingten Umplanungen gegenüber der herkömmlichen Bauweise (Bild 4). Durch eine werkseitige Produktionskontrolle und Fremdüberwachung wird eine gleichbleibende Qualität sichergestellt. Die Materialwirtschaft sowie die Einrichtung und das Vorhalten der Baustellen reduzieren sich auf das Wesentliche. Eine werkseitige Kombination von Ziegel-Fertigteilen mit integrierten Tragelementen wie Fensterstürzen, Ringbalken und Ringankern, sowie Abfangungen und Aussteifungen macht die Bauweise zu einem Vollsystem. Bild 2: Montage einer Mauertafel Bild 3: Montage von Vergusstafeln 2 Ziegelfertigbauteile Ziegelfertigbauteile werden unterschieden in: Ziegel-Wandsysteme - Mauertafel - Vergusstafel - Verbundtafeln

2 Ziegel-Deckensysteme - Ziegelelementdecke - Ziegeleinhängedecke Ziegel-Massivdachsysteme - Element Ziegelmassivdach - Einhänge-Ziegelmassivdach Angaben dazu im Bauberatungsordner unter Abschnitt Mauertafeln Mauertafeln sind lagenweise gemauerte Fertigteilwände aus Mauersteinen und Mauermörtel. Die Elemente werden senkrecht stehend in Produktionshallen mit Hilfe von Mauerautomaten, vorwiegend geschosshoch, wie herkömmliches Ziegelmauerwerk hergestellt, (stehende Fertigung) Die Länge der einzelnen Elemente orientiert sich immer an der individuellen Architektur und beträgt in der Regel bis ca. 7 m. Nach DIN können Ziegel für Mauertafeln verwendet werden, die in einem bestimmten Raster vertikale Kanäle aufweisen, um darin die für Transport- und Montage erforderlichen Anker aufnehmen zu können. Bild 5: Konstruktionsdetails Bild 6: Mauertafeln im Lager Bild 4: Montage-Baustelle Diese Mauertafelziegel unterscheiden sich aufgrund ihrer statischen und bauphysikalischen Eigenschaften nicht von anderen Mauerziegeln nach DIN 105. Die in der Regel im Stoßfugenbereich verzahnten Mauertafelziegel werden in Verbindung mit einem Lagerfugenmörtel aus Normalmauermörtel, Leichtmörtel LM36 oder LM21 knirsch aneinanderstoßend im Verband aufgemauert, so dass

3 sich über die gesamte Mauertafelhöhe vertikal durchlaufende vermörtelbare Kanäle ergeben. Mindestens 2 dieser Kanäle werden je Mauertafel mit Montageankern (in der Regel Tragstäbe d = 8 bis 12 mm mit gewellten Enden) versehen und entsprechend den jeweiligen bauphysikalischen Anforderungen mit dem gleichen Mörtel verfüllt, der auch für die Lagerfugen verwendet wird. Durch den Einsatz von Leichtmauermörtel (LM36 oder LM21) zum Verfüllen der Vergusskanäle entstehen keine wärmetechnischen Nachteile im Mauerwerksgefüge. Bild 7: Ziegel für Mauertafeln, DIN 105 Um die Flexibilität in der Vorfertigung zu verbessern, können nach DIN sowie nach Zulassung Z auch herkömmliche Mauerziegel nach DIN 105 in Verbindung mit Normal- oder Leichtmörtel verwendet werden. Aufgrund der in diesem Fall fehlenden Vergusskanäle in den Ziegeln sind dazu alternative Transportverfahren wie das Anschlagen von Hebebändern oder Ketten im Bereich der untersten Schicht der Mauertafel notwendig. Die schubfeste Verbindung der Mauertafeln untereinander erfolgt durch stumpfen Stoß. Die Breiten der vertikalen Fugen betragen im Mittel ca. 30 mm. Sie werden nach der Montage, je nach Beanspruchung, mit Normal- oder Leichtmörtel verschlossen. Schlaufenbewehrungen im Bereich der Lagerfugen sind statisch nicht erforderlich und dienen in der Regel nur der zusätzlichen Montagesicherung. Die Anforderungen an die Fugenkonstruktion (vertikaler Tafelstoß), hängen von der jeweiligen statischen Beanspruchung ab und sind unter Abschnitt 3 (statisch-konstruktives System) beschrieben. Einschalige Mauertafeln genügen wie herkömmliches Mauerwerk auch ohne zusätzliche Maßnahmen den bauphysikalischen Anforderungen an den Wärme- Feuchte- Schall- und Brandschutz. Bild 8: Transportanker Bild 9: Alternative Transportanker Tabelle: U-Werte lamda R (W/(mK)) Mauerwerk mit 2 cm Leichtputz, 1,5 cm Kalkgipsputz U-Wert in W/m 2 K 24 cm 30 cm 36,5 cm 42,5 cm 0,14 0,16 0,51 0,42 0,47 0,35 0,39 0,30 0,34

4 0,18 0,21 0,52 0,50 0,44 0,50 0,38 0, Vergusstafeln Vergusstafeln sind Wandbauteile, die liegend auf Produktionstischen, Produktionsbahnen oder in Umlauf- Fertigungsanlagen vorgefertigt werden (liegende Fertigung). Bild 10: Produktionsanlage für Vergusstafeln Die Einzelelemente sind raumhoch und bis zu 10 m lang. Dabei werden speziell geformte (Hochloch-) Ziegel nach DIN 4159 in Längen von cm nach ihrer Beanspruchung in Lochrichtung auf Schalungen verlegt. Der Verbund der Ziegel untereinander wird durch Beton nach DIN 1045 oder Leichtbeton nach DIN sichergestellt. Vergusstafeln werden nach ihrem Anwendungsbereich in Rippentafeln und Hochlochtafeln unterschieden. Rippentafeln werden in Verbindung mit teilvermörtelbaren Ziegeln nach DIN 4159 hergestellt. Die Elemente haben infolge ihres geringen Betonanteils verhältnismäßig niedrige Rohdichten und kommen daher im Wesentlichen als Außenwände zum Einsatz. Hochlochtafeln werden aus vollvermörtelbaren Ziegeln nach DIN 4159 hergestellt und weisen daher einen höheren Betonanteil auf. Sie eignen sich aufgrund ihrer Tragfähigkeit zur Aufnahme großer Lasten und bieten wegen ihres hohen Gewichtes gleichzeitig einen guten Schallschutz. Bild 11: Ziegel nach DIN 4159 In der Art der Herstellung, der Montage sowie der statischkonstruktiven Ausbildung unterscheiden sich die Varianten nur unwesentlich voneinander. Bei beiden Systemen ergeben sich infolge der Querschnittsgestaltung der Ziegel horizontal und vertikal durchlaufende, unterschiedlich große Fugen und Rillen, in denen zur Aufnahme von Zugspannungen Bewehrungsstäbe angeordnet werden, um der Wand dadurch Steifigkeit und Tragfähigkeit zu verleihen.

5 Gleichzeitig werden in den Fugen auch die für Transport und Montage erforderlichen Bewehrungen und gegebenenfalls sonstige Einbauteile eingebaut. Der Vorfertigungsgrad von Vergusstafeln ist im Vergleich zu Mauertafeln wesentlich höher. So werden diese Wandelemente vielfach werkseitig verputzt und in bestimmten Fällen einschließlich der Sanitärund Elektroinstallationen sowie der Tür- und Fensterrahmen hergestellt und montiert. Aufgrund der Verwendung von Ziegel nach DIN 4159 in Verbindung mit Normal- oder Leichtbeton halten Vergusstafeln einerseits hohen statischen Beanspruchungen stand, benötigten jedoch andererseits aus Gründen des Wärmeschutzes eine zusätzliche Außendämmung oder eine gedämmte Verblendmauerschale. Sofern keine horizontalen Kräfte in Scheibenebene weiterzuleiten sind, kann auf statische Maßnahmen zur Verbindung der Einzelelemente untereinander verzichtet werden, wobei der vertikale Tafelstoß zwischen den Einzelelementen lediglich vermörtelt wird. Zur konstruktiven Montageaussteifung wird in vielen Fällen werkseitig in den horizontalen Fugen eine Schlaufenbewehrung angeordnet, die nach dem Versetzen der Elemente übereinander greift und vertikal mit einem Bewehrungsstab 8 mm verbunden wird. Den Anwendungsbereich, die Bemessung und die konstruktive Ausbildung der Vergusstafeln regelt die DIN Bild 12: Wandanschlüsse Die Montage der Einzelelemente erfolgt durch Anschlagen mit Ketten, Seilen oder Gurten an einbetonierten Seilwellen-, Flachstahl- oder Kugelkopfankern analog der Montagebauweise von Stahlbetonfertigteilen. 2.3 Verbundtafeln (Verfahren Costamagna) Verbundtafeln sind eine Sonderform der Vergusstafelbauweise. Hierbei werden spezielle, außenseitig stark profilierte Hohlziegel in Längen von 25 bis 50 cm und Breiten von ca. 33 bis 62,5cm verwendet, die statisch-konstruktiv als Verdrängungskörper dienen. Die Ziegel werden bei der Herstellung in Lochrichtung ohne vermörtelte Stoßfuge voreinander in eine frische, mindestens 35 mm dicke Betonschicht gelegt. Der Abstand der Ziegelreihen beträgt dabei mindestens 30 mm. Einschalige Verbundtafeln entstehen nach dem Verlegen der Ziegel durch Nass-in-nass-Verguss der Zwischenräume der Ziegel reihen und gleichzeitigem Aufbringen von mindestens 35 mm Auf beton - Beton nach DIN 1045 oder Leichtbeton nach DIN Dadurch bilden sich 2 Scheiben mit senk recht verlaufenden Betonrippen aus. Bei zweischaligen Verbundtafeln wird eine zusätzliche Ziegelschicht in die zweite frische Betonschicht verlegt und anschließend bis zur Frontplatte des Ziegels vergossen. Prinzipiell sind Verbundtafeln Stahlbeton Fertigteilelementen mit Verdrängungskörpern gleichzusetzen. Bild 13: einschalige Verbundtafel Bild 14: zweischalige Verbundtafel Die Bemessungsgrundlagen für Verbundtafeln sind in der DIN 1045 Beton und Stahlbeton" geregelt, der Anwendungsbereich und die Ausführung entsprechen denen der Vergusstafeln. Durch die großen vertikalen Kammern der Hohlziegel können diese bei besonders hohen Schallschutzanforderungen nach der Montage mit Beton verfüllt werden. Für Wärmeschutzmaßnahmen können darin auch Dämmstoffe eingebaut werden. Bei Verwendung von Verbundtafeln

6 in Außenwandkonstruktionen ist infolge des hohen Betonanteils jedoch in den meisten Fällen eine zusätzliche wärmedämmende Außenschicht erforderlich. 3 Statisches System In statisch-konstruktiver Hinsicht wird beim Ziegelmontagebau, ähnlich dem Mauerwerksbau, ein räumliches System aus Wänden und Decken gebildet, das aneinander und übereinander gesetzt ein stabiles Bauwerk erzeugt, das sowohl vertikale als auch horizontale Lasten aufnehmen und in den Baugrund ableiten kann. Aussteifende Querwände in Verbindung mit Deckenscheiben oder Ringbalken stellen wie bei üblichen Mauerwerksbauten die räumliche Stabilität sicher. Mauer- und Vergusstafeln sind in sich schub- und zugfeste Konstruktionen. Die Verbindung der Elemente untereinander wird durch vermörtelte Tafelstöße erreicht. Neben den für eine einschalige Außenwandkonstruktion immer zu erfüllendenbauphysikalischen Anforderungen wie Wärme-, Feuchte-, Schall- und Brandschutz müssen unter bestimmten Voraussetzungen auch statische Aspekte, wie zum Beispiel das Zusammenfügen von Wandtafeln zu einer Windscheibe zum Zweck der räumlichen Steifigkeit des Bauwerks gewährleistet sein. Ob eine Weiterleitung von Kräften in Wandebene aus statischen Gründen erforderlich ist oder nicht, wird nach unterschiedlichen Festlegungen bei der Bemessung und Konstruktion der vertikalen Tafelstöße in den technischen Regelwerken DIN oder DIN 1045 geregelt. 4 Transport und Montage Der Transport der Mauer- und Vergusstafeln erfolgt stehend auf Böcken oder Innenladerpaletten. Kleinere Verguss- oder Verbundtafeln können auch liegend transportiert werden. Für die Montage der einzelnen Wandelemente gelten neben den Festlegungen in DIN die Regeln und Unfallverhütungsvorschriften (UVV) der Bauberufsgenossenschaft. Die Montage der Fertigteile erfolgt unabhängig von ihren Transportsystemen in jedem Fall unter Verwendung eines Ausgleichsgehänges. Der Montageplan regelt das Versetzen der Fertigteile hinsichtlich der Positionierung und der Reihenfolge, wobei die Lage und die Fugenabstände der Fertigteile zu beachten sind. Die Elemente werden vollflächig in ein vorbereitetes Mörtelbett versetzt, im Montagezustand durch mindestens 2 verstellbare Schrägstützen gesichert und lotrecht ausgerichtet. Sobald die Standsicherheit der Fertigteilwände durch eine seitliche Verbindung, einen Ringanker, Ringbalken oder durch die Decke gewährleistet ist, können die Montagestützen entfernt werden. Bild 15: Transportfahrzeug Bild 16: Montage-Abstützung 5 Überwachung Überschaubare und regelmäßige Produktionsabläufe mit hohem Anteil an Maschinenarbeit bewirken eine reproduzierbar hohe Fertigungsqualität. Im Rahmen der gesetzlich geforderten Qualitätssicherung wird die Güte der vorgefertigten Elemente laufend überwacht. Hierzu dienen die werkseigene Produktionskontrolle und die Fremdüberwachung, die mindestens zweimal jährlich erfolgt. Von der Zertifizierungsstelle wird ein Übereinstimmungszertifikat ausgestellt, das die Erfüllung der Normanforderungen dokumentiert. Die meisten Werke sind dem Güteschutz Ziegelmontagebau e.v. (ZMB) angeschlossen. Werke, welche die Anforderungen der Norm und die besonderen Bestimmungen des Güteschutzes ZMB erfüllen, dürfen das RAL- Gütezeichen führen. 6 Vorschriften und Richtlinien - DIN Mauerwerk; Berechnung und Ausführung"

7 - DIN Mauerwerk; Bauten aus Fertigteilen" - DIN 1045 Beton und Stahlbeton Bemessung und Ausführung" - DIN Beton und Stahlbeton Ziegeldecken" - DIN 105 Mauerziegel" - DIN 4159 Ziegel für Decken und Vergusstafeln - statisch mitwirkend" - DIN 4160 Ziegel für Decken - statisch nicht mitwirkend" - Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z Mauerwerk aus Mauertafeln mit Ziegeln nach DIN Güteschutz ZMB" - Patent DE C2 Vorgefertigte Mauertafel mit Gewebebewehrung Güteschutz ZMB" - BG -Regel Bauen mit Fertigbauteilen aus Mauerwerk" - RAL Gütesicherung RAL-RG 535/2" - Güteschutz Ziegelmontagebau e.v. Güte- und Prüfbestimmungen"